全 文 ：第 32 卷
Vol． 32
第 5 期
No． 5
微 量 元 素 与 健 康 研 究
Studies of Trace Elements and Health
2015 年 09 月
Sep． 2015
收稿日期:2015 － 05 － 21
作者简介:石爱华(1982 －)，女，助理研究员，博士，研究方向:生
物硒资源开发与利用。通讯作者:彭祚全，主任技师。
堇叶碎米荠本草考证及生物学研究
石爱华1，彭祚全2
(1．湖北恩施州硒应用技术与产品开发研究院;2．湖北恩施市疾病预防控制中心:湖北 恩施 445000)
摘要:为了科学开发利用堇叶碎米荠资源，对分布于“世界硒都”———恩施市的堇叶碎米荠的本草考证、生物
学性质及其化学成分和生物活性等研究进行综述，为科学开发利用恩施碎米荠资源提供依据。
关键词:堇叶碎米荠;恩施碎米荠;本草考证;生物学
中图分类号:Q949． 95 文献标识码:B 文章编号:1005 － 5320(2015)05 － 0061 － 03
堇叶碎米荠为十字花科(Cardamine violifolia O． E．
Schulz)一年或多年生草本植物，因产于有“世界硒都”之称
的湖北省恩施市，且具有超富集硒的作用［1］，可将无机硒转
化为有机硒［2］，形成地方特色本草，故也称之为恩施碎米荠
(Cardamine Enshiensis) ，民间用于治疗妇女经血不调，清热
祛湿，健胃止泻等［3］。由于其嫩茎和叶鲜嫩可口，是一种天
然补硒的野菜资源，因此也是原产地民间餐桌美味佳肴。随
着人们对恩施碎米荠的药用和食用价值的不断认识，有必要
对近年来其本草考证、生物学性质及其化学成分和生物活性
等研究进行综述，为科学开发利用恩施碎米荠资源提供依
据。
1 本草考证
1． 1 基 源
堇叶碎米荠(C． violifolia)归属十字花科碎米荠属(Car-
damine Linn) ，该属是由瑞典学者，现代生物学分类命名的奠
基人卡尔·林奈(Carl von Linné)于 1754 年设立并命名。据
《中国植物志》记载［4］，该属在中国约有 39 种和 29 变种，主
要有大叶碎米荠、白花碎米荠、云南碎米荠、弹裂碎米荠、小
花碎米荠、弯曲碎米荠、圆齿碎米荠、细叶碎米荠和露珠碎米
荠等。堇叶碎米荠归在露珠碎米荠之中［5］，2005 年丁莉等
在湖北省恩施市发现，鉴定为堇叶碎米荠［6］，《中国植物志》
记载［《种子植物名称再版》中国植物志:1987，33:201］［7］，
其生长在恩施渔塘坝的这种植物，属“异堇叶碎米荠”，是生
长在高硒特定环境下的堇叶碎米荠的变种(亚种) ，属植物
界、被子植物门、双子叶植物纲、白花菜(十字花)目、十字花
科、南芥族、碎米荠属、堇叶碎米荠种、异堇叶碎米荠亚种。
本文称之为“恩施碎米荠”。
1． 2 食用历史考证
碎米荠食用最早见于明代王磐编写的《野菜谱》:云:
“碎米荠，如布谷，想为民饥天雨粟，官仓一日一开放，造物生
生无尽藏，救饥，三月采，止可作齑。”，《野菜谱》收辑野菜五
十二种，碎米荠名列其中。
1987 年，中国科学院中国植物志编辑委员会在《中国植
物志》中也有介绍:“(碎米荠)幼嫩茎叶是一种珍稀的野菜，
可作蔬菜食用，口感极好。”
邓海霞(1994)在《现代农业》提出“合理开发我国的野
菜资源”一文中介绍:我国野菜资源丰富，分布广泛，种类繁
多，蕴藏量大，常被采食的多达 30 多科 100 多种。如十字花
科就有荠菜、水田芥、诸葛菜、独行菜、遏蓝菜、碎米荠、沙芥、
糖芥等。
恩施碎米荠的种群分布在海拔 1400 米的高山阴沟溪
边，3 月进入生殖生长期，此时当地正是大雪封山的日子，田
野里的蔬菜尚未播种，山民们便到溪边刨开积雪，采集碎米
荠嫩叶做汤菜或炒菜，鲜美可口。
据恩施市卫生局组织有关专家实地调查并提出书面证
明:可以确认，恩施碎米荠至少在上世纪四十年代以来民间
都是作为野菜食用。特别 1959 年前后，恩施连续 3 年大旱，
土地干裂，粮食、蔬菜颗粒无收，山民就是靠这种野菜充当蔬
菜甚至粮食度过饥荒。在当地山民的眼中，恩施碎米荠和当
地的特产山野菜———蕨菜、薇菜、莼菜、枞树菌、野竹笋、竹
荪、野天麻、摘耳根等山珍一样，是大自然赐于他们的养生资
源。
1． 3 药用历史考证
我国民间以野菜当药防治疾病的历史悠久。在唐代孟
洗《食疗本草》、陈士良的《食性本草》中都有用野菜治病保
健的记载，(碎米荠)全草药用利小便，止痛，治黄水疮;花治
筋骨疼痛;民间妇女补虚药;全草止咳平喘，利水;全草可供
药用，民间治妇女经血不调，清热祛湿，健胃止泻等。
堇叶碎米荠及其原变种和变种在湖北省范围内分布广
泛。早在 1978 年，湖北省卫生厅在《湖北中草药志》中就记
载:“碎米荠性平，味苦、辛。具有止咳化痰，活血、止泻等功
效。用于治疗百日咳、慢性支气管炎、小儿腹泻、跌打损伤等
症有明显功效。”1987 年出版的《中国植物志》中也记载:“碎
米荠全草可作妇女补虚药，并可治红白带下等症。”
据恩施市卫生局走访当地草医也表明:恩施碎米荠是清
热解毒、消肿止痛的常用药，也是治疗妇女病的主药。恩施
碎米荠用于治疗疾病的历史比用作蔬菜的历史更为久远。
老草医介绍，在冬天冰雪天里，常因摔跤而至皮肤、关节破损
红肿，要找到鲜嫩植物作药很困难，正好恩施碎米荠处在生
长期，采集叶片敲、锤或碾磨(草医大多用嘴嚼乱)直接敷在
创伤部位，次日即可见肿消痛止。草医治疗妇女病也离不开
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恩施碎米荠配伍为主药，应该说当地有草医的历史，就是恩
施碎米荠入药的历史。
2 生物学性质
2． 1 形态特征
碎米荠属物种均为单毛或无毛，一年或多年生草本植
物。具有密被纤维状须根，叶为单叶或为各种羽裂，或为羽
状复叶，具叶柄;花为总状花序通常无苞片，初开时排列成伞
房状，花瓣白色、淡紫红色或紫色，倒卵形或倒心形;种子每
室 1 行，压扁状无翅或有窄的膜质翅。该属约有 160 种，分
布于全球，主产温带地区。生于平原或高山、砂地、细石地或
岩生，少有生于石灰质土，多数生于阴湿处。
恩施碎米荠，株高 50 ～ 95 cm，茎直立，圆柱形，粗壮，无
毛，地下根状茎明显;叶圆心型或肾状心形，掌状叶脉;叶柄
长 2 ～ 5 cm，叶柄基部有翼;总状花序顶生;花瓣白色，有香
气花萼 4 枚，绿色或黄色，椭圆形;子房上位，果为长角果，种
子 18 ～ 24 粒，棕褐色，较小，光滑，表面有颗粒状环纹，花果
期 5 ～ 7 月。
2． 2 生物学特征
自然条件下，恩施碎米荠主要依靠营养繁殖繁衍种群，
繁殖力强，方式多样，有茎基不定芽繁殖、根上不定芽繁殖和
茎及枝腋芽繁殖。3 月底 ～ 4 月底为其生殖生长期，其余则
为其营养生长期。即以幼苗的形式越冬，次年三月植株生长
到 13 片左右时开始抽苔，4 ～ 5 月为花期，6 ～ 7 月为果期。
生活史表现为一年生特点，在荫蔽多水的条件下生长良好，
是典型的喜阴植物，水份的多少直接影响其生物量的大小，
且不耐高温，对低温有一定的适应能力，喜生长在溪沟边、阴
凉处。
恩施碎米荠原生地分布较窄，主要分布在湖北省西部的
恩施高硒区特定环境下，在渔塘坝原生地的植株高大，肥壮，
适应能力强，含硒量高，并存在种群间分化［8］。恩施市渔塘
坝，位于北纬 30° 32，东经 109° 60，海拔 1400 ～ 1500 m，年
平均气温 19℃，无霜期 210 天，土壤 pH 6. 4 ± 0． 3，土壤含硒
43． 52 mg /kg，该植物成片生长于小溪或阴湿处，区域内原生
种群数量约在 5 ～ 8 万株左右［1］。
恩施碎米荠细胞染色体数目为 18 条，核型为 2n = 18 =
14m + 2sm + 2st，染色体类型为 3b［8］，而壶瓶碎米荠的染色
体数目为 2x = 24，核型公式为 2n = 2x = 24 = 8m + 12sm +
4st，核型类型 3b［9］，两者染色体数目和核型均存在差异，可
用于种间鉴别。
2． 3 生理特征
温度影响恩施碎米荠生长［10］。随环境温度变化(10、
15、20、25、30、35℃) ，恩施碎米荠的过氧化物酶(POD)和丙
二醛(MAD)含量的变化大致呈 V型，20℃时最低，可溶性蛋
白含量变化呈 M型，20℃时含量最高，可溶性糖含量变化呈
W型，表明最适生长温度为 20℃，在 20℃条件下，硒浓度≤
24 mg /L 时，SOD、CAT、POD 活性变化不大，硒 ＞ 24 mg /L
时，POD活性有所升高，硒在 30 mg /L时，SOD活性有较大幅
度下降;40℃时，SOD、CAT 活性较 20℃时大幅下降，POD 活
性随硒浓度增加而增加，在 18 mg /L时达最大值。常温下适
量的硒可提高 SOD、CAT和 POD的活性，硒的最适处理浓度
为 18 ～ 24 mg /L［11］。
外源硒影响恩施碎米荠生长。恩施碎米荠对不同浓度
的外源硒的耐受能力随成熟度的增加而提高。成熟植株硒
浓度在 30 mg /L及以下时，硒可显著促进植株生长并促成叶
绿素的合成，提高植株光合能力，干物质积累量增加。根系
硒浓度在 10 mg /L及以下时，硒可促进根系活力和抗逆境能
力［12］。硒在 15 ～ 75 mg /L时，可促进叶片中蛋白质的合成，
30 mg /L时蛋白质含量最高，30 ～ 90 mg /L时，可提高可溶性
糖的含量，60 mg /L 是最适浓度［13］，在 30 mg /L 硒浓度时
GSH － Px活性最大［14］。硒的质量浓度在 30 ～ 90 mg /L 时，
可以促进叶绿素 b的合成，面且叶片中 GSH和 Vc的含量显
著增加;在 30 ～ 60 mg /L时，叶片中 MDA生成显著减少。可
见，适量的硒可以提高叶片光合效率，促进抗氧化物生成，抑
制脂质过氧化反应［15］。根系硒质量分数在 60 mg /L 时，根
系硒含量达到最大值 726. 78 mg /kg，30 ～ 90 mg /L 时，可以
增加根系 GSH － Px、CAP、POD的酶活性，在 60 ～ 75 mg /L时
活性最强，SOD活性在硒为 75 mg /L时有显著增强，硒在 15
～ 90 mg /L时，根系中 MAD 显著减少。因此，硒在 30 ～ 75
mg /L 时能促进根系抗氧化酶活力，提高抗脂质过氧化能
力［16］。
另外，野生恩施碎米荠幼叶愈伤组织诱导的最佳培养基
为 MS + 6 － BA1． 0mg / l + 2，4 － D 0. 6 mg /L，诱导率高达
85%;以培养基 MS + 6 － BA1． 0 mg / l + NAA 0． 6 mg /L 诱导
不定芽分化效果最好;在生根阶段，以培养基 MS + NAA1． 0
mg /L生根效果最好［1］。
2． 4 化学成分特征
2． 4． 1 硒量分析
恩施碎米荠是一种可食高含硒植物。在野生条件下，整
株植物硒蓄积量高达 200 ～ 816 mg /kg。邵树勋等(2006)［17］
同样取自渔塘坝的样品，含硒量高达 816 mg /kg;蔡倩等
(2010)［18］检测渔塘坝恩施碎米荠的硒含量为 438. 7 mg /kg，
茎的提取物含硒量高达 2838． 1 mg /kg。彭诚等(2006)［19］取
自不同地域的样品含硒量均值为 200. 34 mg /kg，并进一步研
究了恩施碎米荠在不同生长条件下不同部位的硒含量，表明
岸上样品苔期和苔花过渡过期含硒量最高，达到 200 mg /kg
以上，水沟中样品同样苔期最高达到 485 mg /kg 以上。岸上
样品和水沟中样品含硒量均值分别是 172. 90 mg /kg 和
227. 77 mg /kg;牟敏等(2013)［20］测定了恩施碎米荠叶片中
有机硒含量，结果显示生长坡地、石煤渣边和溪沟边的碎米
荠叶片中有机硒含量分别为 92. 8%，93. 54%和 97. 02%，溪
沟边的植株略高于旱地植株，但没有显著性差异。
杨大伟(2007)［21］采用乙醇粗提恩施碎米荠硒多糖，在
最佳条件下，硒多糖提取率达到 4. 7%，纯化的硒多糖进行
进一步研究，证实硒多糖 Se － PI 是一种含有 D －甘露糖、D
－葡萄糖、D － 半乳糖的杂聚多糖。单糖残基环型为吡喃
型，构型有 α和 β型，葡萄糖和半乳糖残基与其它残基成苷
时均在 C － 1 和 C － 5 上。
2． 4． 2 其他化学成分分析
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恩施碎米荠其他化学成分分析［6］，水分 89. 92%，蛋白
质 9. 467 mg /g，可溶性糖 0． 353 mg /100g，氨基酸 60. 827 mg /
100g，维生素 C 49. 327 mg /100g，纤维素 10. 037%，硒 264. 08
mg /kg，且维生素 C、纤维素和硒明显高于壶瓶碎米荠(Se
0. 012 mg /kg)。该植物全草含有黑芥子苷、芥子酸、吲哚、脂
肪油、挥发油、脂肪酸和胡萝卜素等许多化学物质，具有重要
的研究与开发价值。
不同生长期的化学成分含量存在差异。叶绿素含量苔
期和苔花过渡期最高，为 1. 30 ～ 1. 64 mg /g，均值 1. 25 ～ 1. 28
mg /g;可溶性蛋白苔期最高，为 9. 30 ～ 10. 30 mg /g，均值
6. 59 ～ 6. 03 mg /g;游离氨基酸从苗期到苔花过渡期最高，达
到 12. 03 ～ 17. 60 mg /g，以后逐渐减少，均值 12. 30 ～ 14. 53
mg /g;可溶性糖含量各期没有差异，均值 0. 52 ～ 0. 61 mg /
g［19］恩施碎米荠种子蛋白主要分布在 pH 5 ～ 10 的范围内，
分子量主要在 20 ～ 60Ku范围内［22］。另外，恩施碎米荠还含
有多种无机元素。中国疾病预防控制中心营养与食品安全
研究所对恩施碎米荠的检测结果［23］:钾 2885. 75 mg /100g、
钠 118. 10 mg /100g、钙 2607. 89 mg /100g、镁 276. 17 mg /
100g、铜 920. 00 mg /100g、铁 33. 19 mg /100g、锰 3. 75 mg /
100g、锌 360. 00 mg /100g、硒 53. 41 mg /100g、磷 160 mg /
100g。湖北省农科院中药材研究所将恩施碎米荠送农业部
食品质量监督检验测试中心检测。检测报告显示，恩施碎米
荠 8 种化学元素含量如下:Se 136. 4 mg /kg、Pb 0. 44 mg /kg、
As 0. 21 mg /kg、Cd 0. 11 mg /kg、Cr 0. 38 mg /kg、Hg 0. 046
mg /kg、Cu 4. 8 mg /kg、F 1. 06 mg /kg，均符合保健食品和中药
材规定指标，高硒是其突出特点。
2． 5 生物活性
恩施碎米荠具有抗氧化作用。恩施碎米荠的 80% 提取
物具有较好的体外抗氧化活性，在清除 DPPH 超氧自由基、
羟自由基，抑制脂质过氧化方面有最好的能力和表现。多酚
化合物和硒元素都是天然抗氧化剂，提取物具有较高的总酚
含量和硒含量，分别高达 32. 4 mg /Kg 和 438. 7 mg /kg，是该
植物抗氧化功能的物质基础［18］。
3 开发利用前景
恩施碎米荠是生长在高硒区的一种药食两用植物，是中
国科学院地球化学研所在恩施渔塘坝发现的超聚硒植物，长
期在野生种群条件下自然繁衍，近年有关科研部门已完成了
野转家等一系列深入研究，已规模化人工栽培。
该植物营养丰富，特别是蛋白质、叶绿素、可溶性糖含量
和聚硒能力显著高于其它品种。由于富含多种抗氧化酶、维
生素 C和高含量的硒，因此抗氧化活性大，是天然、优质、高
效的抗氧化食品。特别是硒与碎米荠中的有效成份的有机
结合，转化为具有突出生理活性的有机硒化物，对人体营养
与健康发挥重要的功能，是一种珍稀野生蔬菜，也是不可多
得的功能性食品和中草药材，开发利用价值很大，例如提取
植物硒蛋白、硒多糖等含硒物质，可用于药品、保健品和食品
添加剂;可以开发富硒饲料或饲料添加剂，用于生产富硒肉、
蛋、奶等高端食品，并具有降低低密度脂蛋白胆固醇的作用;
也可以用于大规模生产有机硒肥，用于低硒和缺硒地区农作
物补硒;更可以开发生产鲜菜、脱水菜等，使人们每天只要食
用 1 ～ 2 片恩施碎米荠菜叶就可以补充 50 μg以上的硒营养
剂量;同时还可开发用于癌症、心血管病等与缺硒相关疾病
的专用药膳食品等，应用与市场前景十分广阔。
4 结 语
恩施碎米荠是一种食用和药用历史久远的野生蔬菜和
中草药。在我国占 72%的地区属于低硒和缺硒区，以及从
东北到西南 16 个省市自治区存在的国际公认的严重缺硒
区，慢型和潜在型克山病以及大骨节病仍时有发生，心电异
常率高达 10%以上的大背景下，在癌症、心血管病、糖尿病
等与缺硒有关的疾病发生率逐年上升和绝大多数人硒营养
不足的情况下，科学合理地开发利用具有超聚硒能力和富含
有机硒化物的恩施碎米荠，使人们通过膳食补充硒营养，改
善健康状态，具有现实的健康效益和深远的社会意义。
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收稿日期:2015 － 04 － 15
作者简介:习 豆(1994 －)，男，中国人民公安大学刑事科学技术
学院学生。
X射线荧光光谱法在法庭科学中的应用
习 豆
(中国人民公安大学，北京 100038)
摘要:作为物质组成分析的重要技术手段之一，X 射线荧光光谱检测技术(XＲF)现已运用于生物、工业、药
物、食品等领域，同时，在法庭科学领域也得到了广泛的应用，可以为侦查破案提供线索，为证实犯罪提供科学
的依据。
关键词:X射线荧光光谱;检测分析;法庭科学
中图分类号:O657． 34 文献标识码:B 文章编号:1005 － 5320(2015)05 － 0064 － 02
1 X射线荧光光谱法概述
用 X射线照射试样时，试样可以被激发出各种波长的
荧光 X射线，需要把混合的 X射线按波长(或能量)分开，分
别测量不同波长(或能量)的 X 射线的强度，以进行定性和
定量分析，为此使用的仪器叫 X 射线荧光光谱仪(X － ray
fluoresscence spectrometer)［1］。X射线荧光光谱仪已具有了
自动化、智能化、专业化、集成化和小型化的特点。根据获得
和分辨特征 X 射线荧光光谱的方式可以分为波长色散 X 射
线荧光光谱仪(WDXＲF)和能量色散 X 射 线荧光光谱
(WDXＲF)［2］。
1． 1 X射线荧光光谱仪的组成
X射线荧光光谱仪由 X 射线发生器、光谱仪主体部分、
电气部分及系统控制器、计算机系统五个部分组成。X射线
发生器产生高稳定的高压加到 X 射线管上用以产生 X 射
线，它包含高压变压器、管流管压控制单元、X射线管以及热
交换器。光谱仪主体部分，它是由样品进给器、样品室、初级
X射线滤片、光阑、狭缝、计数器、计数器气体、测角仪、举升
机构、样品自旋等构件组成。计算机系统将探测系统所收集
到的荧光信息转换成样品中待测元素的种类及含量信息。
1． 2 X射线荧光光谱仪的工作原理
X射线荧光光谱法是荧光分析法的一种。试样在 X 射
线激发下，物质中的原子内层电子被击出，外层电子跃迁入
内层填补空位穴，当内层的电子空穴由能量较高的外层电子
补充后，同时以 X射线形式释放出多余的能量。X射线的波
长，取决于原子序数，原子序数越高，发出的 X 射线的波长
越短。因此，根据 X 射线的波长，可进行定性分析;根据谱
线的强度，可进行定量分析。
1． 3 X射线荧光光谱仪的特点
X射线荧光光谱仪测定样品范围广泛，制样方法简单，
可分析多种形态的物质，光谱干扰少，易于准确分析，可进行
定性或半定量分析;可进行无损检验，在分析过程中无污染，
有利于环保;分析速度快，灵敏度高。在测试过程中不会引
起化学状态的改变，也不会出现试样飞散现象。X射线荧光
光谱仪对轻元素的灵敏度要低一些，容易受相互元素干扰和
叠加峰的影响。
2 X射线荧光光谱法在实际中的应用
2． 1 在工业、地矿领域中的应用
工业和地矿是 X射线荧光光谱检测技术应用最为广泛
的领域，以钢铁工业为例主要有矿山的矿石分析，选矿厂的
流程在线分析、金属材料的分类和鉴定，炉前取样分析，镀层
厚度和组成分析等应用。
2． 2 在医药卫生领域中的应用
XＲF的应用不仅在工业和矿山等传统领域中，而且，在
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